2014高考物理二轮复习课件_专题五_带电粒子在电场或磁场中的运动

专题五 带电粒子在电场或 磁场中的运动

备考导航 核心整合热点透析 情景探究

备考导航重要考点 1.库仑定律.(Ⅱ) 2.电场强度、点电荷 的场强.(Ⅱ) 3.电势差.(Ⅱ) 4.带电粒子在匀强电 场中的运动.(Ⅱ) 5.匀强磁场中的安培 力.(Ⅱ) 6.洛伦兹力公 式.(Ⅱ) 7.带电粒子在匀强磁 场中的运动.(Ⅱ) 转 2.【考题预测】2014 年的高考试题中,带电粒子在电场、 磁场中的运动问题,主要考查曲线运动、牛顿运动定律、 功能关系以及圆周运动等知识点;题型以选择题为主 3.【应对策略】(1)掌握带电粒子在电场中加速和偏转两 种运动类型及相应的分析方法,尤其是利用平抛运动问 题方法的迁移求解带电粒子在匀强电场中的“类平抛运 动” (2)掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时向心 力来源以及其圆心的确定、半径等几何关系的分析和求 解 (3)理解牛顿运动定律、功能关系等重要定律或规律及其 应用,区分“电偏转”与“磁偏转” 专家解读 1.【高考热点】 带电粒子在电场中的运动和磁场中的偏

核心整合

整合认知 核心要点

网络构建

知能要点带电粒子的“磁偏转”和“电偏转”的比较

见附表

热点透析热点一 场强的计算

热点典例 透析方法

【例 1】 (2013 年全国新课标理综Ⅰ)如图,一半径为 R 的圆盘上 均匀分布着电荷量为 Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心 c 的轴线上 有 a、b、d 三个点,a 和 b、b 和 c、 c 和 d 间的距离均为 R,在 a 点处有 一电荷量为 q(q>0)的固定点电荷. 已知 b 点处场强的为零,则 d 点处场 强的大小为(k 为静电力常量)( A.k3q R2

)Q q R2

B.k

10q 9R2

C.k

D.k

9Q q 9R 2

思路探究:(1)本题所涉及的空间中同时存在几个 电场?分别是谁产生的? 答案:两个,一是点电荷 q 产生的电场,二是带电圆 盘所带电荷 Q 产生的电场. (2)如何确定带电圆盘所带电荷 Q 在 b 点或 d 点所 产生电场的场强大小? 答案:根据场强的叠加原理及点电荷的场强计算式 E=kQ r2

进行分析、计算.

解析:依题意可知,a 点处的点电荷 q 和圆盘上的电荷 Q 在 b 点处产生的电场的场强大小相等、方向相反,因 a 点处的点 电荷带正电,因此圆盘带正电;根据点电荷的场强公式 E=kQ r2

可得圆盘上的电荷 Q 在 b 点处所产生的电场场强大q R2

小 EQ b=k

,故圆盘上的电荷 Q 在 d 点处所产生的电场场强q R2

大小 EQ d=EQ b=k

,方向向右;点电荷 q 在 d 点处所产生的

电场场强大小 Eq d=k

3R 2

q

;根据场强的叠加原理10q 9R2

可得 d 点处的场强大小为 Ed= EQ d +Eq d=k 故选项 B 正确. 答案:B

,

以例说法场强的求解方法U 1.由公式求解:根据公式 E=k 2 、 E= 等计算电场的场强 d r

Q

大小,理解、掌握每个公式的适

用条件,如前者适用于点电 荷电场强度大小的计算,后者则适用于匀强电场强度大小 的计算. 2.由叠加原理求解:若空间中同时存在两个或两个以上的 电场,就要利用场强的叠加原理对场强进行分析或计算.

针对训练 1-1 (2013 北京市东城区二模)如图所示,图(甲)中MN 为足够大的不带电薄金属板,在金属板的右侧,距离为 d 的位 置上放入一个电荷量为+q 的点电荷 O,由于静电感应产生了如图 (甲)所示的电场分布.P 是金属板上的一点,P 点与点电荷 O 之间 的距离为 r,几位同学想求出 P 点的电场强度大小,但发现问题很 难.几位同学经过仔细研究,从图(乙)所示的电场得到了一些启 示,经过查阅资料他们知道:图(甲)所示的电场分布与图(乙)中 虚线右侧的电场分布是一样的.图(乙)中两异号点电荷电荷量的 大小均为 q,它们之间的距离为 2d,虚线是两点电荷连线的中垂 线.由此他们分别对 P 点的电场强度方向和大小做出以下判断, 其中正确的是( )

A.方向沿 P 点和点电荷的连线向左,大小为

2kqd r32kq r 2 d 2 r3

B.方向沿 P 点和点电荷的连线向左, 大小为 C.方向垂直于金属板向左,大小为2kqd r3

D.方向垂直于金属板向左,大小为

2kq r 2 d 2 r3

解析: 依题意可知,因图(甲)中的电场线 分布与图(乙)中虚线右侧的电场 线分布是一样的,因此图(甲)中 P 点的场强方向与图(乙)中虚线上 相应点的场强方向相同,即垂直于 金属板向左;根据场强的叠加原理 可知,P 点的场强大小等于图(乙)中的 等量异种点电荷在该点所产生电场强度的矢量和,如图所示;

r E1 根据矢量三角形和几何三角形相似得 = ,而 1 EP d 2

E1=E2= k 答案:C

q r2

,解得 EP=

2kqd r3

,故选项 C 正确,A、B、D 均错误.

热点二 电场中的场强 E、静电力 F、电势 、电 势能 Ep 及静电力做功 W【例 2】 (2013 山东省实验中学高三模拟)如图(甲)所示,两个 点电荷 Q1、Q2 固定在 x 轴上距离为 L 的两点上,其中 Q1 带正电位 于原点 O,a、b 是它们连线延长线上的两点,其中 b 点与 O 点相 距 3L.现有一带正电的粒子 q 以一定的初速度沿 x 轴从 a 点开始 经 b 点向远处运动(粒子只受电场力作用),设粒子经过 a、b 两 点时的速度分别为 va、vb,其速度随坐标 x 变化的图像如图(乙) 所示,则以下判断正确的是( )

A.Q2 带负电且电荷量小于 Q1 B.b 点的场强一定为零 C.a 点的电势比 b 点的电势高 D.粒子在 a 点的电势能小于在 b 点的电势能